Stručný obsah První týden Druhý týden 211 Třetí týden 451 Rejstřík 787

Transkript

1 Stručný obsah První týden 25 den 1 Začínáme 27 den 2 Anatomie programu C++ 43 den 3 Proměnné a konstanty 57 den 4 Výrazy a příkazy 79 den 5 Funkce 107 den 6 Objektově orientované programování 141 den 7 Více o toku programu 173 Druhý týden 211 den 8 Ukazatele 213 den 9 Odkazy 241 den 10 Pokročilé funkce 271 den 11 Objektově orientovaná analýza a návrh 307 den 12 Dědičnost 341 den 13 Pole a řetězce 371 den 14 Mnohotvarost 405 Třetí týden 451 den 15 Speciální třídy a funkce 453 den 16 Pokročilá dědičnost 481 den 17 Proudy 531 den 18 Obory názvů 569 den 19 Šablony 587 den 20 Výjimky a zpracování chyb 635 den 21 Co dál? 667 příloha A Binární a hexadecimální aritmetika 715 příloha B Klíčová slova C příloha C Přednost operátorů 727 příloha D Odpovědi 729 příloha E Seznámení s propojenými seznamy 777 Rejstřík 787

2

3 Obsah O autorovi 21 Věnování 21 Poděkování 21 Napište nám, co si myslíte 22 Úvod 23 Komu je tato kniha určena 23 Konvence 23 První týden 25 Poznámka pro programátory v jazyce C 25 Další postup 25 den 1 Začínáme 27 Úvod 27 Stručná historie jazyka C++ 27 Řešení problémů 28 Procedurální, strukturované a objektově orientované programování 29 Objektově orientované programování (OOP) 30 C++ a objektově orientované programování 30 Vývoj jazyka C++ 32 Není lepší naučit se nejdříve C? 32 C++, Java a C# 32 Standard ANSI 32 Příprava na psaní programu 33 Vývojové prostředí 34 Vytvoření programu 34 Vytvoření objektového souboru kompilátorem 35 Vytvoření spustitelného programu linkerem 35 Vývojový cyklus 35 NAZDAR.cpp první program v C++ 35 Úvod do práce s kompilátorem 38 Vytvoření projektu Nazdar lidi 38 Chyby při kompilaci 39 Souhrn 40 Otázky a odpovědi 40 Úkoly pro vás 41 Test 41 Cvičení 41

4 6 Naučte se C++ za 21 dní den 2 Anatomie programu C++ 43 Jednoduchý program 43 Krátký pohled na objekt cout 46 Používání standardního oboru názvů 47 Komentáře 49 Typy komentářů 50 Používání komentářů 50 A na co si dát u komentářů pozor 51 Funkce 51 Používání funkcí 52 Metody a funkce 54 Poznámky pro českého čtenáře 54 Desetinná tečka 54 Diakritika 55 Souhrn 55 Otázky a odpovědi 55 Úkoly pro vás 56 Test 56 Cvičení 56 den 3 Proměnné a konstanty 57 Co je to proměnná? 57 Reprezentace dat v paměti 58 Vymezení paměti 58 Velikost celých čísel 59 Celá čísla se znaménkem (signed) a bez znaménka (unsigned) 60 Základní typy proměnných 61 Definice proměnné 62 Rozlišování velkých a malých písmen 63 Názvy proměnných 63 Klíčová slova 63 Vytvoření více proměnných najednou 64 Přiřazení hodnoty do proměnné 65 Příkaz typedef 66 Kdy používat short a kdy long 67 Přetečení celočíselného typu bez znaménka (unsigned) 68 Přetečení celočíselného typu se znaménkem (signed) 68 Znaky 70 Znaky a čísla 70 Speciální znaky 71 Konstanty 72 Literální konstanty 72 Symbolická konstanta 72 Definice konstanty s pomocí #define 73 Definice konstanty s pomocí const 73 Výčtové konstanty 73

5 Obsah 7 Souhrn 76 Otázky a odpovědi 76 Úkoly pro vás 77 Test 77 Cvičení 78 den 4 Výrazy a příkazy 79 Příkazy 79 Prázdné znaky 80 Bloky a složené příkazy 80 Výrazy 81 Operátory 82 Operátor přiřazení 82 Matematické operátory 82 Potíže s odečítáním 83 Celočíselné dělení a dělení se zbytkem 84 Kombinace operátoru přiřazení s matematickými operátory 84 Inkrementace a dekrementace 85 Prefix a postfix 85 Priorita operátorů 87 Vnořené závorky 88 Povaha pravdivosti 88 Relační operátory 89 Příkaz if 90 Styly odsazování 92 Klauzule else 93 Pokročilé příkazy if 94 Používání závorek ve vnořených příkazech if 96 Logické operátory 99 Logické AND (a zároveň) 99 Logické OR (nebo) 99 Logické NOT (ne) 99 Zkrácené vyhodnocování 100 Priorita relačních a logických operátorů 100 Více o pravdivosti a nepravdivosti 101 Podmínkový operátor 101 Souhrn 103 Otázky a odpovědi 103 Úkoly pro vás 104 Test 104 Cvičení 104 den 5 Funkce 107 Co je to funkce? 107 Vrácené hodnoty, parametry a argumenty 108 Deklarace a definice funkce 109

6 8 Naučte se C++ za 21 dní Deklarace funkce 109 Prototypy funkcí 110 Definice funkce 111 Provádění funkcí 112 Obor platnosti proměnných 112 Lokální proměnné 113 Lokální proměnné v blocích 114 Parametry jako lokální proměnné 116 Globální proměnné 117 Globální proměnné: na co si dávat pozor 118 Příkazy ve funkcích 119 Více o argumentech funkcí 119 Více o návratových hodnotách 120 Výchozí parametry 122 Přetížení funkcí 124 Zvláštnosti týkající se funkcí 127 Funkce řádkového typu 127 Rekurze 129 Jak fungují funkce nahlédnutí pod pokličku 133 Úrovně abstrakce 133 Rozdělení paměti RAM 133 Zásobník a funkce 136 Souhrn 136 Otázky a odpovědi 137 Úkoly pro vás 137 Test 138 Cvičení 138 den 6 Objektově orientované programování 141 Je C++ objektově orientovaný jazyk? 141 Tvorba nových typů 142 Nevýhody tvorby typů pomocí struct 143 Třídy a členy 143 Deklarace třídy 144 Konvence týkající se názvů 144 Definice objektu 145 Třídy versus objekty 145 Přístup ke členům třídy 145 Přiřazení hodnot objektům 146 Používání členů nedeklarovaných třídou 146 Soukromé versus veřejné 146 Členská data by měla být soukromá 148 Implementace metod třídy 151 Konstruktory a destruktory 154 Výchozí konstruktory a destruktory 154 Používání výchozího konstruktoru 154

7 Obsah 9 Konstantní členské funkce 157 Rozhraní versus implementace 158 Umístění deklarace třídy a definice metod 161 Implementace řádkových metod 162 Třídy s jinými třídami jako členskými daty 164 Struktury 168 Souhrn 168 Otázky a odpovědi 169 Úkoly pro vás 170 Test 170 Cvičení 171 den 7 Více o toku programu 173 Smyčky 173 První smyčky s příkazem goto 174 Proč se vyhýbat goto 174 Smyčka while 175 Složitější příkazy while 176 Příkazy continue a break 178 Smyčka while (true) 180 Smyčka do while 181 Příkaz do while 182 Smyčka for 184 Pokročilá smyčka for 186 Vícenásobné inicializace a zvyšování hodnoty 186 Prázdné příkazy ve smyčce for 187 Prázdné smyčky for 189 Vnořené smyčky 189 Stanovení oboru platnosti ve smyčce for 191 Shrnutí smyček 191 Příkaz switch 194 Použití příkazu switch pro nabídku 196 Souhrn 199 Otázky a odpovědi 199 Úkoly pro vás 200 Test 200 Cvičení 200 Opakování 203 Přehled týdne 203

8 10 Naučte se C++ za 21 dní Druhý týden 211 Kam směřujete 211 den 8 Ukazatele 213 Co je to ukazatel? 214 Něco málo o paměti 214 Používání operátoru adresy (&) 214 Uložení adresy do ukazatele 215 Názvy ukazatelů 216 Operátor nepřímého přístupu 217 Ukazatele, adresy a proměnné 218 Manipulace s daty prostřednictvím ukazatelů 219 Prověření adresy 220 Proč vůbec používat ukazatele 222 Zásobník a halda 223 Klíčové slovo new 224 Klíčové slovo delete 224 Úniky paměti 226 Vytvoření objektu ve volném úložišti 227 Vymazání objektu 227 Přístup k datovým členům 228 Členská data ve volném úložišti 230 Ukazatel this 231 Zbloudilé, divoké neboli vlající ukazatele 233 Ukazatele const 236 Ukazatele const a členské funkce const 236 Ukazatele const this 238 Souhrn 238 Otázky a odpovědi 239 Úkoly pro vás 239 Test 239 Cvičení 239 den 9 Odkazy 241 Co je to odkaz? 241 Operátor adresy & aplikovaný na odkazy 243 Přiřazení jiné hodnoty odkazu 244 Na co se lze odkazovat 245 Nulové ukazatele a nulové odkazy 247 Předávání argumentů funkci odkazem 247 Implementace funkce zamena() s pomocí ukazatelů 249 Implementace funkce zamena() s pomocí odkazů 250 Porozumění hlavičkám funkcí a prototypům 252 Vracení více hodnot 252 Vracení hodnot odkazem 254

9 Obsah 11 Předávání odkazem kvůli výkonu 255 Předání ukazatele na konstantní objekt 258 Odkazy jako alternativa 260 Kdy používat odkazy a kdy ukazatele 262 Míchání odkazů a ukazatelů 263 Vrácení odkazu na objekt mimo obor platnosti 264 Vracení odkazu na objekt ve volném úložišti 266 Komu patří ukazatel? 268 Souhrn 268 Otázky a odpovědi 269 Úkoly pro vás 269 Test 269 Cvičení 269 den 10 Pokročilé funkce 271 Přetížené členské funkce 271 Používání výchozích hodnot 274 Volba mezi výchozími hodnotami a přetíženými funkcemi 276 Výchozí konstruktor 276 Přetížení konstruktorů 276 Inicializace objektů 278 Konstruktor pro kopírování 279 Přetížení operátorů 283 Definice funkce pro inkrementaci 284 Přetížení prefixového operátoru 285 Vracení typů v přetížených funkcích operátorů 286 Vracení bezejmenného dočasného objektu 287 Řešení s použitím ukazatele this 289 Přetížení postfixového operátoru 291 Rozdíl mezi prefixovým a postfixovým operátorem 291 Přetížení binárního operátoru 293 Přetížení operátoru Problematika související s přetíženými operátory 296 Omezení kladená na přetížení operátorů 296 Co přetížit? 296 Operátor přiřazení 297 Konverze datových typů 299 Operátory konverze 302 Souhrn 303 Otázky a odpovědi 304 Úkoly pro vás 304 Test 304 Cvičení 305

10 12 Naučte se C++ za 21 dní den 11 Objektově orientovaná analýza a návrh 307 Vytváření modelů 307 Softwarový návrh: Modelovací jazyk 308 Softwarový návrh: Vlastní proces 309 Vodopádový a iterační vývoj 310 Proces iteračního vývoje 310 Krok 1: Fáze koncepce začínáme vizí 312 Krok 2: Fáze analýzy zjistíme požadavky 312 Případy použití 312 Analýza aplikace 321 Analýza systému 322 Dokumenty plánování 322 Vizualizace 323 Výtvory 323 Krok 3: Fáze návrhu 323 Co jsou to třídy? 324 Transformace 325 Statický model 326 Dynamický model 334 Kroky 4 až 6: Implementace, testování a zavádění 337 Iterace 337 Souhrn 337 Otázky a odpovědi 338 Úkoly pro vás 339 Test 339 Cvičení 339 den 12 Dědičnost 341 Co je to dědičnost? 341 Dědičnost a odvození 342 Říše zvířat 343 Syntaxe odvození 343 Soukromý versus chráněný 345 Konstruktory a destruktory 347 Předávání argumentů bázovým konstruktorům 349 Překrývání funkcí 353 Skrytí metody bázové třídy 355 Volání bázové metody 356 Virtuální metody 358 Jak virtuální funkce fungují 362 Pokus o přístup k metodám z bázové třídy 363 Omezování 363 Virtuální destruktory 365 Virtuální kopírovací konstruktory 366 Náklady na virtuální metody 368 Souhrn 369

11 Obsah 13 Otázky a odpovědi 369 Úkoly pro vás 370 Test 370 Cvičení 370 den 13 Pole a řetězce 371 Co je to pole? 371 Prvky pole 372 Zápis za konec pole 373 Chyba sloupků u plotu 376 Inicializování polí 376 Deklarování polí 377 Pole objektů 378 Vícerozměrná pole 379 Inicializování vícerozměrných polí 380 Pole ukazatelů 382 Aritmetika ukazatelů pro pokročilé 383 Deklarování polí na volném úložišti 386 Ukazatel na pole versus pole ukazatelů 387 Ukazatele a názvy polí 387 Odstraňování polí na volném úložišti 388 Změna velikosti pole za běhu 389 Pole znaků a řetězce 391 Metody strcpy() a strncpy() 393 Třídy řetězců 395 Propojené seznamy a další struktury 401 Třídy polí 402 Souhrn 402 Otázky a odpovědi 403 Úkoly pro vás 403 Test 403 Cvičení 404 den 14 Mnohotvarost 405 Problémy s jednoduchou dědičností 405 Infiltrování směrem vzhůru 408 Převádění směrem dolů 408 Přidání do dvou seznamů 411 Vícenásobná dědičnost 411 Části vícenásobně dědicího objektu 414 Konstruktory ve vícenásobně dědicích objektech 414 Vyřešení nejednoznačnosti 417 Dědění ze sdílené bázové třídy 417 Virtuální dědičnost 421 Problémy s vícenásobnou dědičností 425

12 14 Naučte se C++ za 21 dní Třídy smíšené a schopností 425 Abstraktní datové typy 426 Čistě virtuální funkce 429 Implementování čistě virtuálních funkcí 430 Složité hierarchie abstrakce 433 Které třídy jsou abstraktní? 437 Souhrn 437 Otázky a odpovědi 438 Úkoly pro vás 439 Test 439 Cvičení 439 Opakování 441 Třetí týden 451 Kam směřujete 451 den 15 Speciální třídy a funkce 453 Sdílení dat mezi objekty stejného typu: Statická členská data 453 Statické členské funkce 458 Ukazatele na funkce 460 Proč používat ukazatele na funkce? 464 Pole ukazatelů na funkce 467 Předání ukazatelů na funkce jiným funkcím 469 Použití typedef ve spojení s ukazateli na funkce 471 Ukazatele na členské funkce 473 Pole ukazatelů na členské funkce 476 Souhrn 477 Otázky a odpovědi 478 Úkoly pro vás 478 Test 479 Cvičení 479 den 16 Pokročilá dědičnost 481 Obsažení 481 Přístup ke členům v obsažené třídě 488 Řízení přístupu k obsaženým členům 488 Náklady na obsažení 488 Kopírování hodnotou 491 Implementace z hlediska dědičnosti/ obsažení versus delegování 494 Delegování 495 Soukromá dědičnost 503 Přátelské třídy 511 Přátelské funkce 519 Přátelské funkce a přetěžování operátorů 520

13 Obsah 15 Přetížení operátoru vložení 524 Souhrn 528 Otázky a odpovědi 528 Úkoly pro vás 529 Test 529 Cvičení 529 den 17 Proudy 531 Přehled proudů 531 Zapouzdření a tok dat 532 Mezipamě 532 Proudy a buffery 534 Standardní objekty I/O 534 Přesměrování 535 Vstup pomocí cin 535 Řetězce 537 Problémy s řetězci 537 Návratová hodnota cin 540 Další členské funkce cin 540 Vstup jediného znaku 540 Přebírání řetězců ze standardního vstupu 543 Používání cin.ignore() 545 Pohled na vracené znaky: Funkce peek() a putback() 546 Výstup pomocí cout 547 Vyprázdnění výstupu 547 Související funkce 548 Zápis znaků pomocí put() 548 Delší zápis pomocí write() 548 Manipulátory, příznaky a formátovací instrukce 549 Používání cout.width() 550 Zadání vyplňovacího znaku 550 Správa stavu výstupu: Nastavení příznaků 551 Proudy versus funkce printf() 553 Vstup ze souboru a výstup do souboru 556 Objekt ofstream 556 Podmínečné stavy 557 Otevírání souborů pro vstup a výstup 557 Změna výchozího chování objektu ofstream při otevírání 558 Binární versus textové soubory 561 Zpracování příkazového řádku 563 Souhrn 566 Otázky a odpovědi 566 Úkoly pro vás 567 Test 567 Cvičení 567

14 16 Naučte se C++ za 21 dní den 18 Obory názvů 569 Začínáme 569 Funkce a třídy se určují názvy 570 Viditelnost proměnných 571 Propojení 572 Statické globální proměnné 573 Vytvoření oboru názvů 573 Deklarování a definování typů 574 Definování funkcí mimo obor názvů 574 Přidávání nových členů 575 Vkládání oborů názvů do sebe 575 Použití oboru názvů 576 Použití klíčového slova using 577 Direktiva using 578 Deklarace using 579 Alias oboru názvů 580 Nepojmenovaný obor názvů 581 Standardní obor názvů std 582 Souhrn 583 Otázky a odpovědi 584 Úkoly pro vás 584 Test 584 Cvičení 585 den 19 Šablony 587 Co jsou to šablony? 587 Definice šablony 589 Použití názvu 591 Implementování šablony 592 Funkce šablony 595 Šablony a přátelé 596 Přátelské třídy a funkce nepatřící do šablony 596 Obecné přátelské třídy a funkce šablony 600 Použití položek šablon 603 Specializované funkce 607 Statické členy a šablony 612 Standardní knihovna šablon 616 Kontejnery 616 Sekvenční kontejnery 617 Kontejner vector 617 Kontejner list 623 Kontejner stack 624 Kontejner deque 625 Kontejner queue 625 Asociativní kontejnery 625 Kontejner map 625

15 Obsah 17 Další asociativní kontejnery 629 Třídy algoritmů 629 Neměnící sekvenční operace 630 Měnící sekvenční algoritmy 631 Řazení a související operace 631 Souhrn 632 Otázky a odpovědi 632 Úkoly pro vás 633 Test 633 Cvičení 633 den 20 Výjimky a zpracování chyb 635 Chyby, chyby, chyby 635 Výjimečné podmínky 636 Výjimky 638 Součásti zpracování výjimek 638 Jak vyvolávat vlastní výjimky 641 Vytvoření třídy výjimky 642 Používání bloků try a bloků catch 646 Zachycení výjimek 646 Zpracování více výjimek 646 Hierarchie výjimek 649 Data ve výjimkách a pojmenovávání objektů výjimek 652 Výjimky a šablony 658 Výjimky bez chyb 661 Pár slov o zastarávání kódu 662 Chyby a ladění 662 Body zastavení 663 Body sledování 663 Prověření paměti 663 Assembler 663 Souhrn 663 Otázky a odpovědi 664 Úkoly pro vás 665 Test 665 Test 665 den 21 Co dál? 667 Preprocesor a kompilátor 667 Používání příkazu #define 668 Používání příkazu #define pro konstanty 668 Používání příkazu #define při testování 668 Příkaz preprocesoru #else 669 Vkládání souborů a dohled nad vkládáním 671 Funkce makra 672 Proč všechny ty závorky? 672

16 18 Naučte se C++ za 21 dní Manipulace s řetězci 674 Zřetězení 674 Spojení 674 Předem definovaná makra 675 Makro assert() 675 Ladění s pomocí makra assert() 677 Makra assert() versus výjimky 677 Vedlejší účinky 678 Invarianty třídy 678 Tisk prozatímních hodnot 683 Makra versus funkce a šablony 684 Řádkové funkce 685 Hrátky s bity 686 Operátor AND 687 Operátor OR 687 Operátor navzájem neslučitelného OR 687 Operátor komplementu 687 Nastavení bitů 687 Nulování bitů 688 Přepínání bitů 688 Bitová pole 688 Programovací styl 691 Odsazování 692 Složené závorky 692 Dlouhé řádky 692 Příkazy switch 692 Text programu 693 Názvy identifikátorů 693 Zápis a velká písmena názvů 694 Komentáře 694 Přístup 695 Definice tříd 695 Vkládané soubory (include) 696 assert() 696 const 696 Další kroky 696 Kam se obrátit o radu a o pomoc 696 Souvislosti s C++: Spravovaná rozšíření C++, C# a Microsoft.NET 697 Zůstaňte ve spojení 697 Souhrn 698 Otázky a odpovědi 698 Úkoly pro vás 699 Test 699 Cvičení 700 Opakování 701

17 Obsah 19 příloha A Binární a hexadecimální aritmetika 715 Jiný než desítkový základ 716 Různé základy 717 Binární základ 718 Proč právě základ 2? 719 Bity, bajty a půlbajty 719 Co je to KB? 719 Binární čísla 719 Hexadecimální čísla 720 příloha B Klíčová slova C příloha C Přednost operátorů 727 příloha D Odpovědi 729 Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den Den příloha E Seznámení s propojenými seznamy 777 Součásti komponent 778 Rejstřík 787 Instalace software a příkladů z doprovodného CD 796